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原文传递一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置

专利名称：	一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置
摘要：	本发明专利属于航天生命保障技术领域，公开了一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统，主要用于失重环境下的微型生态系统运行实验。本发明主要包括植物区1、动物区2、固废区3、水箱区4、电控区5。植物区1中可种植植物以产生氧气供动物区2、固废区3中生物利用；动物区2中可饲养动物，固废区3中可接种微生物处理固体废弃物，均可产生二氧化碳供植物区1中植物利用；水箱区4可为植物提供水分并实现系统水循环；电控区5可监测系统内各分区的各种物理化学指标及参数并进行控制，同时为植物提供光照，保证装置正常运行。本发明结构简单，自动化程度高，可用于研究空间环境特殊条件对陆生生态系统整体以及各生物链环的影响。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	刘红;姚智恺;谢倍珍;刘慧;付玉明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910413840.3
公开号：	CN110077631A
分类号：	B64G1/66(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：包括植物区1、动物区2、固废区3、水箱区4、电控区5，由此五个主要分区有机结合形成的微生态系统可在微重力环境下实现稳定运行，包括动物、植物、微生物的正常生长，微生态系统中气体与水的正常循环，以及各部分元器件的正常工作。利用带视窗7及把手8的气密门6、气密板10以及特殊设计的外部主体结构12实现装置整体的气密，保证系统与外界进行隔离，同时具有显示屏11可实现数据的可视化。其具有体积较小，空间利用率高的特点，可以作为载荷被运载火箭输送至近地轨道以及其他星球。 2.如权利要求1所述的一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：植物区1由植物区通风孔15、气压传感器16、植物区摄像头17、植物区综合传感器18、散热风扇19、毛细冷凝管20、植物定植板21、雾培喷口阵列22、植物定植篮49组成，可在微重力环境下实现植物生长的需求。植物区1与动物区2、固废区3互相连通，植物区1内的传感器18、19及摄像头17可实现植物区1内环境的监测以及数据传输，散热风扇19以及毛细冷凝管20可实现植物区1内植物蒸腾作用产生的水汽的冷凝与输送，利用植物定植板21实现植物在微重力环境下的固定，利用雾培方法实现植物在微重力环境下的营养输送；同时植物定植板21具有φ≈30mm以及φ≈40mm的两种孔径，30mm孔径可用于安装植物定植篮49，40mm孔径有透气不透水的薄膜在实现根区与外界大气的连通作用同时，防止水蒸气散逸。 3.如权利要求1所述的一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：动物区2由氧气传感器29、动物区通风孔30、动物区摄像头31、动物区综合传感器32、透明培养皿33组成，可在微重力环境下实现动物生长的需求。动物区2与植物区1连通，动物区2内的传感器29、32及摄像头31可实现动物区2内环境的监测以及数据传输，培养皿33上有刻度便于辨识。 4.如权利要求1所述的一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：固废区3由固废区通风孔34、固废区综合传感器35、固废区摄像头36、固废发酵罐37、自控温电热套38、质量传感器39组成，可在微重力环境下实现固体废弃物处理以及微生物生长的需求。固废区3与植物区1连通，固废区内的传感器35及摄像头36可实现固废区3内环境的监测以及数据传输，发酵罐37有气管与大气连通，外置电热套38可实现自动控温，底部有质量传感器39可监测质量变化。 5.如权利要求1所述的一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：水箱区4由气水分离器40、水循环泵41、营养液配液泵42、水配液泵43、回流泵44、高压泵45、浓缩营养液贮箱46、贮水箱47、配液罐48组成。冷凝水可在其中进行回收，通过气水分离器与泵41泵回贮水箱，实现水的循环利用；贮箱46中的浓缩营养液以及贮箱47中的水经泵42、43注入配液罐48，并利用泵44实现混合，最后利用高压泵45实现加压以利于喷雾作用。 6.如权利要求1所述的一种可在微重力环境下运行的微型陆生生态系统实验装置，其特征在于：电控区5由气体采样嘴13、密闭灯板14、气泵23、手动开关24、光纤导光阵列25、中控系统板26、灯板散热风扇27、灯板散热板28组成。气泵23可实现各区域之间的气体流通且可利用开关24手动关闭，拥有采样嘴13从而具备采样功能，灯板14具有LED/自然光双功能，其中自然光功能的实现利用光纤导光阵列25实现，中控系统板26可对环境数据进行分析从而实现环境调控，亦可实现数据储存。
所属类别：	发明专利